中药及其成分的生物转化

生物转化已在中药的发酵炮制、中药代谢、有效成分结构修饰与合成中得到了应用.我们以中药甾体皂苷为研究对象,系统进行甾体皂苷的糖基选择性水解、糖基化以及皂苷元的结构修饰,寻找一些特异性微生物和酶,探讨生物转化进行甾体皂苷结构修饰的规律性.这些深入研究可以为确定中药有效成分的活性中心、进行定向结构修饰、构建具有结构多样性的聚焦化合物库、进行新药开发目标化合物的产业化制备奠定良好的基础,也可为本草物质资源库和本草药效物质基础研究提供有价值的策略和方法.     

皂苷的生物转化研究进展

皂苷是存在于中药中的一类较复杂的糖苷类化合物.生物转化是利用各种酶体系对天然活性化合物进行合成与结构修饰.利用生物转化技术能对皂苷完成一些有机合成难以进行的反应,得到更具新药开发价值的目标化合物.综述近几年微生物和游离酶转化技术对皂苷结构修饰的研究进展,并探讨其生物转化研究的发展方向.     

果胶酶PectinexBEXXL对Dichotomin的生物转化

目的：运用生物转化技术,对甾体皂苷进行结构修饰。方法：利用果胶酶PBX,对DichotominC-3位的糖链进行结构修饰,并利用HL-60细胞系对转化产物进行了活性筛选。结果：得到9个转化产物。总转化产物以及4个次生的螺甾皂苷具有细胞毒性,其中末端为a-1,2连接的鼠李糖基的产物P5、P6、P7显示出了较强的细胞毒性,产物P8为末端a-1,4连接的鼠李糖基的产物,其细胞毒性相对较弱;而底物与5个次生的呋甾皂苷均没有细胞毒性。结论：PBX具有多种水解活性,得到的9个产物丰富了甾体皂苷化合物库,同时活性筛选为进一步的药理研究提供了支持。     

中药皂苷类化合物生物转化研究进展

皂苷广泛存在于药用植物中,按母核结构可分为三萜和甾体皂苷,具有多种药理活性。众多研究发现皂苷中糖基部分的组成与其药理活性密切相关,改变皂苷分子中的糖基数量和结构能改变皂苷的药理活性及其生物利用度,为开发药物提供更多的化合物资源。相较于传统的化学方法,皂苷生物转化修饰糖基部分具有选择性高、成本低、污染小等优点,被广泛用于次级皂苷与皂苷元的制备。通过对皂苷脱糖基转化生成较高生物活性的次级皂苷与苷元的研究进展进行综述,为皂苷类化合物生物转化研究提供思路和方法。     

天然产物皂苷类化合物生物转化的研究进展

皂苷是苷元为三萜或螺甾烷类的一类较复杂的糖苷类化合物。天然来源皂苷为底物,采用生物转化技术获取了大量结构新颖的化合物,尤其是具有良好活性的皂苷转化产物,为新药的研究与开发提供了极为有价值的先导化合物。皂苷按母核结构可分为三萜皂苷和甾体皂苷,目前文献报道了89个天然来源皂苷单体的生物转化研究,其中三萜皂苷56个,甾体皂苷33个。皂苷类化合物的生物转化方法包括酶催化、微生物和肠道菌群转化,皂苷的生物酶和微生物转化工艺的研究与优化,是目前规模化制备活性次级皂苷的主要途径。皂苷类化合物的生物转化反应主要包括水解、氧化还原和重排等反应,最终生成苷元、次级糖苷或其衍生物。大多数皂苷的生物转化途径主要是经糖链水解反应,生成多个含糖基较少的次级皂苷,吸收入血并达到靶器官,发挥治疗作用。稀有次级皂苷制备、先导化合物发现和新药开发是皂苷类化合物生物转化研究的主要方向。利用微生物和肠道菌群转化技术研究皂苷的体内代谢与作用机制,也将成为该类成分生物转化研究中的热点。结合国内外近30年来的研究成果,对皂苷类成分的生物转化技术、转化反应类型和转化途径的研究进展进行总结,以期为皂苷类成分生物转化的深入研究和开发利用提供科学依据。     

氨基酸衍生技术对中药难溶性有效成分优化的研究进展

综述近年来氨基酸对中药难溶性化合物(如甾体类、蒽醌类、挥发油、多酚类、生物碱类、黄酮类及三萜类等)化学结构的修饰作用,旨在为中药难溶性有效成分的临床合理应用提供依据。     

新月弯孢霉对重楼皂苷的生物转化

目的寻找选择性水解甾体皂苷C-3位糖链末端糖基的微生物,同时制备甾体皂苷的去糖基衍生物。方法利用新月弯孢霉(3.438 1)培养,对C-3位有双糖基结构的甾体皂苷类化合物重楼皂苷Ⅴ(化合物Ⅰ)、重楼皂苷Ⅵ(化合物Ⅱ)进行生物转化;用反相C18开放柱进行转化产物的分离纯化,波谱方法鉴定其结构。结果新月弯孢霉(3.438 1)均能将化合物Ⅰ和化合物ⅡC-3位糖链末端的鼠李糖水解,转化为单糖基皂苷,转化产物分别鉴定为薯蓣皂苷元-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷,即延龄草苷(trillin,化合物Ⅲ)和偏诺皂苷元-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(化合物Ⅳ)。结论首次发现新月弯孢霉(3.438 1)对重楼皂苷Ⅴ和重楼皂苷ⅥC-3位糖链的末端鼠李糖具有较强的水解能力。     

益生菌生物转化中药研究现状

综述了国内外近年来益生菌生物转化中药的研究进展。益生菌生物转化中药后化学成分的研究主要集中在对单一成分的结构修饰、产生新的活性成分、改变中药有效成分的含量方面。益生菌生物转化中药提取物、单味药、中药复方后使其生物活性发生明显改变。益生菌生物转化中药正成为中药创新和中药现代化研究的有效途径。     

近10年甾体皂苷的生物活性研究进展

甾体皂苷具有广泛的药理作用和生物活性,如抗肿瘤、抗真菌、降血糖、免疫调节、驱虫等。近10年来,从天然植物中又发现一些新结构的甾体皂苷类化合物,它们具有强度不一的新活性。为了加快甾体皂苷化合物的药物创新研究,该文概述此类化合物的研究新进展。     

绵萆薢中甾体皂苷的分离鉴定

目的:分离、鉴定绵萆薢根茎中的甾体皂苷类化合物。方法:采用溶剂提取、硅胶柱色谱及ODS柱色谱进行分离纯化,通过化学和光谱分析鉴定化合物结构。结果:分离得到3种甾体皂苷类化合物,分别鉴定为:薯蓣皂苷(Ⅰ),原薯蓣皂苷(Ⅱ),原纤细薯蓣皂苷(Ⅲ)。结论:化合物Ⅱ,Ⅲ为首次从绵萆薢中分离得到的呋喃型甾体皂苷。     

基于归纳矩阵填充预测中药潜在活性成分

目的 为解决中药有效成分信息缺失、药效物质基础不清楚导致其现代作用机制不明的问题,借助中药药性信息和成分的化学结构信息,利用归纳矩阵填充方法预测中药潜在活性成分。方法 首先,基于中药药性和化学成分信息构建中药-成分关联矩阵;其次,利用中药-成分关联矩阵中潜在的结构信息、中药药性信息和成分的化学结构信息,构建中药相似度矩阵和成分相似度矩阵;最后,基于中药相似度矩阵和成分相似度矩阵填充中药-成分关联矩阵。结果 归纳矩阵填充在中药数据集中使用留一法交叉验证得到的曲线下面积（area under curve,AUC）值为0.768 8。对丹参进行分析,丹参的活性化学成分隐丹参酮、丹参酮II_A、丹参酚醌和丹参醇等分别获得了较高的评分,该预测结果与实际相一致。结论 借助归纳矩阵填充结合中药药性信息和成分的化学结构信息,可有效预测中药的潜在活性成分,为研究中药的现代作用机制提供了新的途径。     

An important mechanism of herb-induced hepatotoxicity: To produce RMs based on active functional groups-containing ingredients from phytomedicine by binding CYP450s

Reactive metabolites (RMs) generated by hepatic metabolism are thought to play an important role in the pathogenesis of drug-induced liver injury (DILI). Like many synthetic drugs undergoing metabolic activation to form RMs which are often associated with drug toxicity, it is recognized that some herbal components may be also converted to toxic, or even mutagenetic and carcinogenic metabolites by cytochrome P450s (CYP450s). This review focuses on the metabolic activation of herbal components and its liver toxicological implications. By summarizing references, we found that hepatotoxic herbal components via producing RMs have some certain structural dependence. There is a correlation between the generation of RMs and the structures, which provides a good chance for the early discovery of toxic ingredients in Traditional Chinese medicines (TCMs): i) A potential hepatotoxic component information database based on active functional groups can be built, which might provide an early information for the basic research of hepatotoxic substances in TCMs; ii) RMs can combine with CYP450s to form a complete antigen, which eventually leads to an antigen-specific immune response. RMs-CYP450 protein complete antigen can be set up, and the potential idiosyncratic liver toxicity might be predicted by testing RMs-CYP450 protein antibody in plasma.     

亲和阵列-色谱联用筛选中药活性成分新方法：钓鱼法

提出了基于亲和阵列及色谱联用系统的中药及天然产物活性成分高通量筛选方法。相对于先纯化后筛选的方法,利用先亲和再分离鉴定的方法更像从大量的鱼群中钓鱼,钓钩上的鱼饵不同,上钩的鱼会有差异。鱼饵类似于各种不同的生物作用靶点,将各类靶点固定后进行亲和吸附,吸附后的成分再进行色谱分离及色谱联用技术进行结构鉴定,将大大提高生物活性成分筛选的命中率。通过各类靶点亲和柱进行阵列后,可同步提高不同靶点筛选的通量。因此我们称这种筛选方式为：钓鱼法。以此方法为基础,介绍了从中药中筛选血管紧张素转换酶抑制剂的过程。     

Challenges and strategies in progress of drug delivery system for traditional Chinese medicine Salviae Miltiorrhizae Radix et Rhizoma (Danshen)

Traditional Chinese medicines(TCMs), with a history of thousands of years, are widely used clinically with effective treatment. However, the drug delivery systems(DDSs) for TCMs remains major challenges due to the characteristics of multi-components including alkaloids, flavones, anthraquinones, glycosides,proteins, volatile oils and other types. Therefore, the novel preparations and technology of modern pharmaceutics is introduced to improve TCM therapeutic effects due to instability and low bioavailability of active ingredients. Salviae Miltiorrhizae Radix et Rhizoma, the radix and rhizomes of Salvia miltiorrhiza Bunge(Danshen in Chinese), is a well known Chinese herbal medicine for protecting the cardiovascular system, with active ingredients mainly including lipophilic tanshinones and hydrophilic salvianolic acids.In this review, this drug is taken as an example to present challenges and strategies in progress of DDSs for TCMs. This review would also summary the characteristics of active ingredients in it including physicochemical properties and pharmacological effects. The purpose of this review is to provide inspirations and ideas for the DDSs designed from TCMs by summarizing the advances on DDSs for both singleand multi-component from Danshen.     

色谱指纹图谱与中药质量控制

在中药质量控制中,做为一种研究中药复杂性的高通量、整体性分析方法,色谱指纹图谱被广泛应用于中药成品或半成品专属性和稳定性的确定,其理论基础是基于植物的相等性(Phytoequivalence).作者对中药指纹图谱技术及其最新发展进行了分析,提出对色谱指纹图谱进行更深入地定性定量分析,将对进一步全面控制中药质量和探明中药作用机理打下良好的化学基础,同时提出结合化学计量学方法可探明中药的作用机理,进而更全面地对中药质量进行控制.     

亲和阵列-色谱联用筛选中药活性成分新方法：钓鱼法

提出了基于亲和阵列及色谱联用系统的中药及天然产物活性成分高通量筛选方法。相对于先纯化后筛选的方法,利用先亲和再分离鉴定的方法更像从大量的鱼群中钓鱼,钓钩上的鱼饵不同,上钩的鱼会有差异。鱼饵类似于各种不同的生物作用靶点,将各类靶点固定后进行亲和吸附,吸附后的成分再进行色谱分离及色谱联用技术进行结构鉴定,将大大提高生物活性成分筛选的命中率。通过各类靶点亲和柱进行阵列后,可同步提高不同靶点筛选的通量。因此我们称这种筛选方式为：钓鱼法。以此方法为基础,介绍了从中药中筛选血管紧张素转换酶抑制剂的过程。     

以“等效成分群”为标示量的中药质量控制体系的构建

中药质量标准化是其走向世界的通行证。中国要引领世界,其中标准引领当先行。现今中药质量控制和评价模式正逐步由无指标、到单指标、再向多指标成分过渡,但是如何选准指标成分、如何定准含量范围,依旧是中药质量标准研究的瓶颈问题。笔者结合近年来在中药活性成分（群）发现以及质量评价研究中的体会,提出“等效成分群”的中药质量控制理念,以“等效成分群”作为中药药效成分标示量,紧扣“成分-药效-质量”三要素,构建以成分为中心、以药效为重心、以质量为核心的中药质量控制与评价方法体系,以期为实现中药"化学成分清楚、药效物质明确、质量稳定可控"的目标提供普适性的研究思路与技术方法。     

中药“多维结构过程动态质量控制体系”的研究策略和实践

中药质量控制是中药现代化、国际化的关键问题之一。中药具有整体性和系统性特点,其防治疾病是多种组分/成分协同作用的结果。目前,针对中药的质量控制,多以单一的指标衡量,无法体现中药整体性特点。中药组分/成分经多靶点、多途径发挥防病治病的功效,因此,只有从中药内部微观结构出发,阐明其内在成分/组分(即组分间与组分内)特定的组成结构关系,确定中药防病治病,发挥优效并安全稳定的最优组成结构比,才能脱离传统的量化模式,实现真正的科学的整体性质量控制。该文基于组分结构理论,提出中药“多维结构过程动态质量控制体系”,系统阐述了中药优效性的本质,为提高中药制剂产品的疗效提供理论依据。     

中药物质基础整体特征的精细表达与解析──中药指纹图谱的研究

利用近年来发展起来的新分析技术,探索可行的中药质量控制方法,是我国中药现代化研究的一个重要内容。本文以反映中药的整体化学特征为立论依据,在已经应用1HNMR、HPLC、IR、UV等技术进行中药指纹图谱研究的经验和基础上,进一步提出用植物化学的研究方法研究建立规范化的中药特征性总成分获取程序,并完成对中药整体化学特征进行精细表达的方法学研究,为最终建立能反映中药的整体化学特征和中药多组分、多靶点特点的中药质量控制方法提供理论和实验依据。